QUALITE DE L'ELECTRICITE

Université de Liège, 14 décembre 2011

Séminaire organisé par le Professeur Jean-Louis LILIEN

QUALITE DE L'ELECTRICITE

DANS LE MARCHE LIBERALISE

Alain ROBERT (UCL)

Sommaire

• Qualité et CEM

• Phénomènes perturbateurs

• Concepts de la normalisation

• Evaluation de la qualité• Evaluation de la qualité

• Indices et objectifs de qualité

• Raccordement des installations perturbatrices

• Maîtrise de la qualité

• La qualité dans le marché libéralisé

Power Quality =

Voltage Continuity + Voltage Quality(Reliability of supply)

• frequency• magnitude• waveform• symmetry

(Reliability of supply)

EMCAll disturbing phenomena (BF or HF)

reaching sensitive equipment through

- electricity supply

- inductive/capacitive coupling, radiation

- input/output of signals

- earth connexion

Sommaire

• Qualité et CEM

• Phénomènes perturbateurs

• Concepts de la normalisation

• Evaluation de la qualité• Evaluation de la qualité

• Indices et objectifs de qualité

• Raccordement des installations perturbatrices

• Maîtrise de la qualité

• La qualité dans le marché libéralisé

Continuité – Coupures longues

Type Coupures longues

Origine Court-circuit, surcharge, décl.

Intempestif, maintenance…

Conséquences Arrêt équipement, pertes produc-Conséquences Arrêt équipement, pertes produc-

tion, dégâts

Solutions Alimentation de secours (réseau),

alimentation sans interruption

Fréquence - Déviations

Amplitude - Déviations

Amplitude – Creux de tension

Amplitude – Creux de tension

Coupures brèves

Type Creux de tension, coupures brèves

Origine Court-circuit,

enclenchement de gros moteur

Conséquences Arrêts d'équipements,

pertes de production, dégâts

Solutions Conditionneur de réseau,

conception équipement sensible,

alimentation sans interruption

Amplitude –

Fluctuations de tension / Flicker

Amplitude –

Fluctuations de tension / Flicker

Type Fluctuation rapide (flicker)

Origine Installations fluctuantes

(four à arc, soudeuse, moteur à

démarrage fréquent, éolienne…)démarrage fréquent, éolienne…)

Conséquences Papillotement de l'éclairage

Solutions Compensateur synchrone,

compensateur statique,

conditionneur actif,

condensateur série

Gaston N°11, p.22

Gaston N°11, p.22

Forme d’onde –

(Inter)Harmoniques

Forme d’onde –

(Inter)Harmoniques

Type Harmonique

Origine Installations non linéaires

(électronique de puissance, arcs)

Conséquences Effets thermiques ou diélectriques,

dysfonctionnements

Solutions Filtrage passif ou actif,

self anti-harmonique,

déclassement d'appareil

Forme d’onde –

(Inter)Harmoniques

Type Interharmonique

Origine Installations non linéaires et

fluctuantes,

télécommande centralisée…télécommande centralisée…

Conséquences Papillotement de l'éclairage

fluorescent, dysfonctionnements…

Solutions Filtrage passif ou actif,

amortissement de filtres,

conception équipement sensible

Forme d’onde - Transitoires

Forme d’onde - Transitoires

Type Surtension transitoire

Origine Court-circuit, commutations, foudre

Conséquences Déclenchements, danger pour les

personnes et pour les matérielspersonnes et pour les matériels

Solutions Séparation galvanique,

parasurtenseur, enclenchement

"synchronisé", résistance de pré-

insertion

Symétrie - Déséquilibre

Symétrie - Déséquilibre

Type Déséquilibre

Origine Installations déséquilibrées

(traction ferroviaire…)

Conséquences Echauffement de machines Conséquences Echauffement de machines

tournantes, vibrations,

dysfonctionnement de protections

Solutions Dispositif d'équilibrage,

conditionneur de réseau

Sommaire

• Qualité et CEM

• Phénomènes perturbateurs

• Concepts de la normalisation

• Evaluation de la qualité• Evaluation de la qualité

• Indices et objectifs de qualité

• Raccordement des installations perturbatrices

• Maîtrise de la qualité

• La qualité dans le marché libéralisé

Concepts de la normalisation

Concepts de la normalisation

Sommaire

• Qualité et CEM

• Phénomènes perturbateurs

• Concepts de la normalisation

• Evaluation de la qualité• Evaluation de la qualité

• Indices et objectifs de qualité

• Raccordement des installations perturbatrices

• Maîtrise de la qualité

• La qualité dans le marché libéralisé

Evaluation de la qualité

• Coupures: opérateurs du réseau

• Fréquence: un seul enregistreur

I• Amplitude I• Forme d’onde > qualimètres• Symétrie I

Evaluation Q – AmplitudeFlickermètre :

� Pst (“Pegel short time”) sur 10 min

� Plt (“Pegel long time”) sur 2 h

Seuil de perceptibilité du flicker

pour différents types de lampe

Evaluation Q – Forme

(Inter)Harmoniques: analyseur de Fourier

� Vh/V1 (ou Vih/V1)

Evaluation Q – Symétrie

Déséquilibre: mesure 3 tensions et Fortescue

� Vi/Vd (ou V0/Vd)

Sommaire

• Qualité et CEM

• Phénomènes perturbateurs

• Concepts de la normalisation

• Evaluation de la qualité• Evaluation de la qualité

• Indices et objectifs de qualité

• Raccordement des installations perturbatrices

• Maîtrise de la qualité

• La qualité dans le marché libéralisé

Indice de Q – Coupures longues

Σ ENS 8760 ⋅ 60 ⋅ Σ ENS

AIT = (h/client/an) = (min/client/an)

YAP YEC ⋅ 106

Σ (T ⋅ PNS) Σ ENSΣ (T ⋅ PNS) Σ ENS

AID = = (min/interruption)

Σ PNS Σ PNS

AIT

AIF = (interruptions/client/an)

AID

Indice de Q – Creux de tension

Indice de Q – Creux de tension

Pour un client donné, se baser sur la courbe

d’aptitude : tension résiduelle vs. durée

des process critiques.

Exemple:

moteur

asynchrone

(Ur = tension

Directe)

Indices et objectifs de qualité

pour Pst, Plt, Vh/V1, Vi/Vd

• Analyse statistique � choix de percentiles

• Exemple, Flicker : mesures 1 semaine, puis

– Caractéristiques de la tension

• BT : Plt95 <= 1

• MT : Plt95 <= 1

– Niveaux de planification

• MT : Pst95 <= 0,9 / Plt95 <= 0,7 / Pst99 <= 0,9-1,35

• HT : Pst95 <= 0,8 / Plt95 <= 0,6 / Pst99 <= 0,8-1,2

Sommaire

• Qualité et CEM

• Phénomènes perturbateurs

• Concepts de la normalisation

• Evaluation de la qualité• Evaluation de la qualité

• Indices et objectifs de qualité

• Raccordement des installations perturbatrices

• Maîtrise de la qualité

• La qualité dans le marché libéralisé

Réseau: Puissance de court-circuit

• Scc standard:

• Scc effective:

car

• Scc apparente:

tient compte de

• Scc contractuelle

Limites d’émission

• Stade 1: évaluation simplifiée

par ex. Limitation du rapport Si/Scc

• Stade 2: partage du gâteau (des lim. de planif.)

par ex.par ex.

ou

(E = lim émiss, L = lim planif, α = exp loi add)

• Stade 3: acceptation à titre précaire

Vérification a posteriori

• Harmoniques

– Mesures avant (1) et après (2),

rang h et percentile p :

– Mesure des courants harmoniques– Mesure des courants harmoniques

• Flicker

– Enregistrement (U, I) et simulation

• Déséquilibre

– Moins compliqué

Sommaire

• Qualité et CEM

• Phénomènes perturbateurs

• Concepts de la normalisation

• Evaluation de la qualité• Evaluation de la qualité

• Indices et objectifs de qualité

• Raccordement des installations perturbatrices

• Maîtrise de la qualité

• La qualité dans le marché libéralisé

• Continuité de la tension

• Coupures longues

• Qualité de la tension

– Fréquence Qualité du réseau

• Déviations (Concept., entret., exploit.)

– Amplitude

• Déviations• Déviations

• Creux et coupures brèves

• Fluctuations (flicker)

– Forme d’onde

• (Inter)harmoniques Limites d’émission

– Symétrie

• Déséquilibre

Sommaire

• Qualité et CEM

• Phénomènes perturbateurs

• Concepts de la normalisation

• Evaluation de la qualité• Evaluation de la qualité

• Indices et objectifs de qualité

• Raccordement des installations perturbatrices

• Maîtrise de la qualité

• La qualité dans le marché libéralisé

Aim of regulation :socio-economic optimum

The Norwegian example

∆R = E(IC) – IC

with

Average specific interruption costs in €/kWh ENS (Energy Not Supplied) :

Category Notified interrupt. Non-notified interrupt. Residential & agricultural 0.38 0.50 Industrial & commercial 4.38 6.25

E(IC) = average level of quality today (not the optimal level)

FINFIN

merci pour votre attention